黃高展，劉春華

（汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院新生兒科，廣東 汕頭 515041）

隨著圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)及新生兒醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，早產(chǎn)兒尤其是超早產(chǎn)兒的存活率不斷提高。支氣管肺發(fā)育不良（bronchopulmonary dysplasia，BPD）作為一種早產(chǎn)兒常見的嚴(yán)重并發(fā)癥，其發(fā)病率也在逐年上升。我國(guó)幾項(xiàng)多中心研究表明超低出生體重兒或超未成熟兒BPD發(fā)生率差異較大，2006—2008年僅19.3%，2011年為48.1%，2019年則高達(dá)72.2%[1]。合并BPD的早產(chǎn)兒病死率高，且伴有不同程度的后遺癥，給患者家庭及社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。臨床上通過(guò)預(yù)防早產(chǎn)，使用溫和的機(jī)械通氣模式，降低吸入氧濃度，肺表面活性物質(zhì)的治療和營(yíng)養(yǎng)支持等一系列措施在BPD的防治上取得一定成效，但目前仍未能有效治愈BPD[2]。間充質(zhì)干細(xì)胞 （mesenchymal stem cells，MSCs）療法可以調(diào)節(jié)免疫，減輕肺部纖維化和炎癥，增強(qiáng)肺部細(xì)胞的再生和修復(fù)，降低肺動(dòng)脈高壓，給BPD的治愈帶來(lái)了希望。本文從BPD的發(fā)病機(jī)制出發(fā)，通過(guò)查閱MSCs治療BPD相關(guān)機(jī)制研究的文獻(xiàn)，結(jié)合當(dāng)前的臨床試驗(yàn)對(duì)MSCs治療BPD進(jìn)行綜述與展望。

1 BPD的發(fā)病機(jī)制

早產(chǎn)兒肺部發(fā)育常處于小管晚期或囊狀早期，早產(chǎn)使正常肺泡和遠(yuǎn)端血管發(fā)育中斷，在產(chǎn)前因素（如胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、宮內(nèi)感染等）及產(chǎn)后因素（如細(xì)菌感染、機(jī)械正壓通氣、氧療等）的影響下[3]，對(duì)未發(fā)育完全的肺造成進(jìn)一步損傷，激活了免疫反應(yīng)[4]，引起肺部炎癥因子和抗炎因子的紊亂，造成肺部干細(xì)胞損傷或耗竭[5]，導(dǎo)致肺泡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化和異常肺血管生成，出現(xiàn)了肺部纖維化[6]和動(dòng)脈高壓[7]，最終形成BPD，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的過(guò)程。

2 MSCs的來(lái)源及其治療機(jī)制

MSCs屬于多能成體干細(xì)胞，具有自我更新、多向分化及低免疫原性的特點(diǎn)，在妊娠組織（胚胎、臍帶、胎盤、臍帶血）、骨髓、皮膚等組織均有存在[8]。MSCs發(fā)揮治療的機(jī)制主要包括以下幾方面。（1）MSCs具有定向增殖分化能力，可通過(guò)歸巢作用促進(jìn)組織的愈合。MSCs遷移進(jìn)入損傷的組織、修復(fù)損傷組織的機(jī)制尚未完全明確，但很可能與MSCs表達(dá)的黏附分子與炎癥趨化因子通過(guò)局部或全身循環(huán)遷移到達(dá)靶器官并相互作用有關(guān)[9]。（2）研究發(fā)現(xiàn)MSCs分泌的可溶性蛋白（細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子、蛋白酶）、外泌體、細(xì)胞外囊泡在BPD肺組織的修復(fù)和再生中也起了關(guān)鍵作用[10]。Willis等[11]研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)靜脈給予MSC外泌體可以改善肺動(dòng)脈的發(fā)育及肺纖維化；Braun等[12]的研究也顯示MSC細(xì)胞外囊泡可通過(guò)抗炎和促血管生成機(jī)制促進(jìn)肺泡發(fā)育。MSCs分泌的產(chǎn)物具有免疫原性低、半衰期長(zhǎng)、在體內(nèi)穩(wěn)定、遞送效率高等特性，并且更易于隔離、存儲(chǔ)和管理[13]，在治療BPD上有著巨大潛力。（3）MSCs可通過(guò)細(xì)胞間的相互作用及細(xì)胞因子抑制T細(xì)胞、B細(xì)胞等免疫細(xì)胞的增殖發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[14]。人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）又稱移植抗原，低水平的HLA可規(guī)避免疫識(shí)別。MSCs表達(dá)HLA-Ⅰ類分子（與排斥反應(yīng)相關(guān)）和Ⅱ類分子（與免疫反應(yīng)相關(guān)）的水平較低，可使MSCs更好地逃脫免疫監(jiān)視[15]，降低異體移植的排斥反應(yīng)。

3 MSCs治療BPD的臨床試驗(yàn)

BPD動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了MSCs治療能有效改善肺泡結(jié)構(gòu)和血管生成，減輕肺纖維化和肺脈高壓等[16]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的成功對(duì)MSCs的臨床應(yīng)用有著較大的啟發(fā)，目前在美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院數(shù)據(jù)庫(kù)（https://clinicaltrials.gov）上注冊(cè)的應(yīng)用MSCs治療BPD臨床試驗(yàn)共有14項(xiàng)（表1）。

表1 14項(xiàng)MSCs治療BPD臨床試驗(yàn)信息

Chang等[17]在Ⅰ期臨床研究中使用不同劑量MSCs治療BPD患兒以驗(yàn)證其安全性及可行性，在9例高危BPD患兒氣管內(nèi)注入MSCs，其中3例為低劑量MSCs（細(xì)胞數(shù)為1×107個(gè)/kg），6例為高劑量MSCs（細(xì)胞數(shù)為2×107個(gè)/kg），治療84 d后結(jié)果顯示，患兒治療的耐受性良好，且沒(méi)有嚴(yán)重的副作用；Ahn等[18]在對(duì)該9例患兒長(zhǎng)達(dá)2年的隨訪中，未發(fā)現(xiàn)接受MSCs治療的患兒有致瘤、致畸等不良后果。王燕等[19]使用hUC-MSC治療BPD的一項(xiàng)臨床研究中，將高危早產(chǎn)兒（共18例）分為試驗(yàn)組（8例）和對(duì)照組（10例），試驗(yàn)組患兒出生后7 d、14 d分別給予氣管內(nèi)滴入hUC-MSC（細(xì)胞數(shù)為1×107個(gè)/kg），對(duì)照組給予同體積生理鹽水，結(jié)果顯示試驗(yàn)組患兒BPD發(fā)生率、平均住院時(shí)間、平均用氧時(shí)間及1歲內(nèi)肺炎發(fā)生率均比對(duì)照組低（P值均＜0.05），且肺泡灌洗液中抑制性炎性因子水平也低于對(duì)照組（P＜0.05）。Powell等[20]也進(jìn)行了一項(xiàng)類似的臨床試驗(yàn)，在12例BPD高危早產(chǎn)兒氣管內(nèi)使用MSCs治療，其中6例為低劑量MSCs（細(xì)胞數(shù)為1×107個(gè)/kg），6例為高劑量MSCs（細(xì)胞數(shù)為2×107個(gè)/kg），結(jié)果也顯示患兒的耐受性良好，未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)。隨后Ahn等[21]在Ⅰ期臨床研究的基礎(chǔ)上，對(duì)66例23～28周的高危早產(chǎn)兒進(jìn)行雙盲、隨機(jī)、安慰劑對(duì)照的Ⅱ期臨床試驗(yàn)，這些早產(chǎn)兒在出生后第5天至第14天期間伴有呼吸惡化，接受機(jī)械呼吸機(jī)支持。將66例高危早產(chǎn)兒按胎齡分為23～24周組（n=31）和25～28周組（n=35），按1∶1隨機(jī)分配接受MSCs治療（細(xì)胞數(shù)為1×107個(gè)/kg，n=33）或安慰劑治療（等體積的生理鹽水，n=33）。結(jié)果顯示雖然接受MSCs治療的患兒氣管吸出液中炎性因子顯著降低，但MSCs組（17/33，52%）與對(duì)照組（18/33，55%）出現(xiàn)死亡或中重度BPD的結(jié)局并未得到顯著改善；在23～24周患兒的亞組分析中（MSCs組16例，對(duì)照組15例），MSCs組出現(xiàn)嚴(yán)重BPD的結(jié)局（3/16，19%）較對(duì)照組（8/15，53%）則有了顯著改善，而在25～28周的亞組分析中出現(xiàn)嚴(yán)重BPD結(jié)局并無(wú)明顯改善。因此，進(jìn)行一項(xiàng)更大樣本量的研究（NCT03392467），旨在了解關(guān)于23～24周早產(chǎn)兒使用MSCs治療的效果。

4 目前的不足及未來(lái)展望

MSCs治療BPD在臨床試驗(yàn)中已初步證實(shí)其效果是顯著的，是最具革命性的下一代治療手段，在轉(zhuǎn)化應(yīng)用于臨床前需要明確其安全性、適宜的患兒及用藥參數(shù)。MSCs來(lái)源廣泛，雖然從自體妊娠組織中提取的MSCs具有低成本，低免疫原性及高生物活性的特點(diǎn)且不涉及倫理問(wèn)題[22]，但仍有部分患兒無(wú)相應(yīng)的條件，需行異體干細(xì)胞移植，因此倫理學(xué)討論是必要的[23]。而且制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化方法收集安全有效的MSCs非常重要，目前已有臨床試驗(yàn)使用符合藥品生產(chǎn)管理規(guī)范的人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞[24]，未來(lái)這可能是MSCs來(lái)源的最佳方式。超早產(chǎn)（胎齡＜27周）及超低出生體重（出生體重＜1 000 g）是BPD的獨(dú)立高危因素[1]，這個(gè)階段的患兒肺部處于原始肺泡發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)外界因素極度敏感，出生后需要機(jī)械通氣等高級(jí)生命支持，且目前治療手段有限，因此更適合使用MSCs進(jìn)行治療。MSCs在臨床上的用藥參數(shù)需要個(gè)體化，氣管內(nèi)給藥較靜脈給藥副作用少，且對(duì)于有創(chuàng)通氣的患兒操作方便，這可能是最佳的給藥方式；臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示不同劑量的MSCs治療效果良好，最佳的劑量需要結(jié)合肺部損傷的程度來(lái)決定，伴隨著MSCs的消耗，部分患兒可能需要多次使用MSCs治療才能達(dá)到最佳治療效果；多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中提示在高氧造成的肺部損傷炎癥到達(dá)高峰或穩(wěn)定階段之前使用MSCs移植效果更好[25]，臨床試驗(yàn)的結(jié)果也支持這一結(jié)論，因此臨床中治療BPD越早使用MSCs可能效果越好。隨著多中心、大規(guī)模、前瞻性臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的進(jìn)行，未來(lái)MSCs療法將給BPD患兒帶來(lái)更多福音。